[发明专利]一种固定氟离子的吸附膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及梯度扩散薄膜技术领域，更具体地说，涉及一种固定氟离子的吸附膜及其制备方法。

背景技术

氟在自然环境中广泛存在，是人和动物体必需的微量元素之一。摄入过少或过多氟都不利于人和动物体健康。饮用水中游离态氟离子是人和动物体氟吸收的主要来源。许多国家，尤其是发展中国家如中国、印度、坦桑尼亚、墨西哥、阿根廷和南非，均存在典型的地下水氟污染区域。地下水作为饮用水是该地区人和动物体氟暴露并造成氟中毒的原因。因此，简单可靠的水体中游离态氟离子监测方法对于评价和预测氟离子生物毒性至关重要。

以现场取样后带回实验室分析为主的主动采样技术已逐渐凸显其劣势，不仅耗时耗力，而且运输和保存过程中氟形态易变。氟离子选择电极法可以实现原位监测氟，但该方法检测限较高，易受其他离子干扰，精密度差。近年来，以梯度扩散薄膜技术(Diffusivegradientsinthin-films,DGT)为代表的被动采样技术可克服上述劣势。DGT装置由滤膜、扩散膜和吸附膜以及用来固定这三层膜的塑料外壳组成，其中滤膜主要用来避免待测环境中的颗粒物进入装置，扩散膜能够让离子自由扩散并形成扩散梯度，吸附膜能够吸附待测污染物，其可以根据实验目的选择不同的吸附材质(罗军等，农业环境科学学报2011,30,205-213)。目前，DGT技术已在测定水体、土壤和沉积物中有效态的金属阳离子(ZhangandDavison,Anal.Chem.1995,67,3391-3400.)、含氧阴离子(Luoetal.,Anal.Chem.2010,82,8903-8909；Guanetal.,Environ.Sci.Technol.2015,49,3653-3661.)、抗生素(Chenetal.,J.Environ.Monit.2012,14,1523-1530.)、双酚类物质(Zhengetal.,Anal.Chem.2015,87,801-807.)等方面得到了广泛的应用。

经检索，中国专利申请号201410826650.1,申请日为2014年12月25日，发明创造名称为：一种Mg(OH)₂基磷结合膜及其制备与应用，该申请案是一种镁基吸附膜的制备方法，该申请案是通过将氧化镁与丙烯酰胺等溶液直接混合后制备得来的，但是该发明不适用与测定水环境中的氟离子。中国专利申请号201410213547.X，申请日为2014年5月20日，发明创造名称为：膜蒸馏技术作为样品前处理方法联用离子色谱技术用于复杂基质中氟离子的分析检测方法，该申请案是基于主动采样技术的方法，该申请案是通过将采回实验室的复杂样品先通过膜蒸馏技术进行预处理富集其中的氟离子，再用离子色谱进行检测，该方法操作复杂，而且不能实现氟离子的原位测定。

自然地表水和氟污染地下水中氟离子浓度差异较大，且水体中氟离子浓度会有波动，选择合适的吸附膜组装成新的DGT装置测定不同水体中具有代表性的时间加权平均氟离子浓度，是目前相关领域极有兴趣研究的课题。此外，目前研究已表明铝基材料对氟离子具有良好的吸附性能(Duetal.,Chemosphere2014,101,21-27；张滢等.环境科学与技术2012,35,93-98.)。但是铝基材料如氧化铝存在不同的矿物形态，它们对氟离子的吸附性能差异较大，而且制备成吸附膜的工艺差异亦较大。因此，选择合适的铝基材料和合成工艺，以及制备吸附膜的工艺，得到对氟离子有优良吸附性能的吸附膜，已成为相关领域的研究热点。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有的水体中氟离子测定方法要么处理复杂，要么测量精度较低等问题，本发明提供了一种应用于梯度扩散薄膜技术的固定氟离子的吸附膜及其制备方法。本发明通过水热反应制备活性氧化铝粉末，与含有丙烯酰胺的制胶溶液混合后制成凝胶薄膜，该铝基吸附膜运用于DGT技术，还解决了DGT技术难以测定不同水环境中氟离子的问题，且该吸附膜制备工艺简单，使用性能优异。

2.技术方案

本发明旨在提供一种固定氟离子的吸附膜及其制备方法，解决DGT技术难以测定不同水环境中氟离子的问题。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种固定氟离子的吸附膜，其特征在于，制备该吸附膜的初始原料是水合氧化铝粉末和含有丙烯酰胺的制胶溶液，该吸附膜为凝胶薄膜。